科目一覧へ戻る | 2021/09/17 現在 |
開講科目名 /Course |
伝熱工学I |
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時間割コード /Course Code |
7211000162 |
ナンバリングコード /Numbering Code |
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開講所属 /Course Offered by |
理工学部/ |
曜日コマ /Day, Period |
火/Tue 4 |
開講区分 /Semester offered |
前期/first semester |
単位数 /Credits |
2.0 |
学年 /Year |
3,4 |
主担当教員 /Main Instructor |
鳥飼 宏之/TORIKAI HIROYUKI |
科目区分 /Course Group |
専門教育科目 |
教室 /Classroom |
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必修・選択 /Required/Elective |
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遠隔授業 /Remote lecture |
No |
教員名 /Instructor |
教員所属名 /Faculty/Department |
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鳥飼 宏之/TORIKAI HIROYUKI | 理工学研究科/ |
難易度(レベル) /Level |
レベル2~3 |
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対応するCP/DP /CP/DP |
CP・DP 1 見通す力 CP・DP 2 解決していく力 CP・DP 3 学び続ける力 |
授業としての具体的到達目標 /Concrete arrival target as the class |
人は熱,物質そして流体を輸送する速度や量を制御することで社会に役に立つ様々な科学・技術を生み出しています.簡単な例としては自動車や航空機のエンジン等です.本講義では,以下のことを学び,身につけます. ○ 熱,物質そして流体の輸送のメカニズムや,その性質そして制御方法を学びます[見通す力] ○ 多様なエネルギー変換機器の設計するのに必要な基礎知識を身に着けます[解決していく力] ○ 自然界で生じている様々な輸送現象や速度過程が影響する現象について理解します[学び続ける力] |
授業の概要 /Summary of the class |
○ 流体現象の中で生じる熱,物質そして運動量の輸送現象の速度を決定する基本的な法則を学びます. ○ 本講義を通して学んだ計算手法を用いて,様々な熱輸送現象,物質輸送現象そして流体現象について定量的な計算を可能とする能力を身につけます. ○ 授業の進め方としては講義で学んだ内容を,できるだけその講義中に演習を行い,着実に知識が身につくようにします |
授業の内容予定 /Contents plan of the class |
授業は以下のように進めていきます. 1.【ガイダンス】 講義の進め方と伝熱現象について説明します. 2.【熱量の輸送】講義全体の説明と,導入として熱流体を用いた科学技術について紹介します.また熱量と温度の関係そして熱平衡と定常状態について学びます. 3.【フーリエの熱伝導法則】 熱伝導による熱輸送速度を決めるフ-リエの法則について学びます. 4.【定常熱伝導(一次元熱伝導)】一次元定常熱伝導における熱流束および伝熱量の求め方を習得します. 5.【物質の拡散による輸送】 分子拡散による物質輸送速度を決めるフィックの拡散法則について学びます. 6.【運動量の輸送】 粘性拡散による運動量の輸送速度を決めるニュートンの粘性法則について学びます. そして,熱輸送,物質輸送そして運動量輸送における現象のアナロジーについて学びます. 7.【非定常熱伝導について】非定常熱伝導現象の支配方程式と,その解法について学びます. 8.【非定常物質拡散について】非定常拡散現象の支配方程式と,その解法について学びます. 9.【対流熱伝達の基礎】 流れがある場で行われる熱輸送現象を議論するためのニュートンの冷却則について学びます.特に,『境界層』という概念について理解します. 10.【強制対流熱伝達】 強制対流中に置かれた平板や円管内などの,実験式を用いた熱伝達係数の求め方を学びます. 11.【演習①】強制対流熱伝達に関する問題を実際に解きます.問題を具体的に解くことで,各物性値や無次元数(レイノルズ数やプラントル数)の取り扱い方が身につきます. 12.【自然対流熱伝達】 自然対流中に置かれた垂直平板,水平円筒などの,実験式を用いた熱伝達係数の求め方を学びます. 13.【演習②】自然対流熱伝達に関する問題を実際に解いてもらいます.問題を具体的に解くことで,各物性値や無次元数(グラスホフ数やレーリー数)の取り扱い方が身につきます. 14.【熱放射の基礎】 黒体からの放射熱輸送の基礎について理解します.そしてステファン―ボルツマンの法則について学びます. 15.【伝熱工学に関するレポート課題の提示】 注:授業の進行状況により,シラバスと実際の内容が異なる場合には,その都度説明を行います. |
成績評価方法及び採点基準 /A scholastic evaluation method and marking standard |
授業で講義した伝熱工学の知識に関する試験を行います.この試験の結果に基づき成績を評価します(レポート:100%) |
予習及び復習等の内容 /Contents such as preparations for lessons and the review |
[予習] シラバスに記載された各回の授業範囲を参考として,当該箇所を授業実施までに予習する必要があります. [復習] 講義で進んだ範囲について,授業実施後に復習を行う必要があります. 注:予習,復習は,最低でも各1時間程度行う必要があります. |
教材・教科書 /The teaching materials, textbook |
教科書は特に指定しません.授業内容をまとめたスライドを提示し,そのスライドに従って講義をします. |
参考文献 /bibliography |
以下の参考書を推奨します. (1)長島昭 著,「移動速度論」,コロナ社,(1978). (2)坂田勝 編集,田坂英紀 著,「伝熱工学」,森北出版,(2005). |
留意点・予備知識 /Point to keep in mind, back ground |
この講義には,流体力学や熱力学の基礎知識を必要とします.ただし,流体力学や熱力学が不得意な人にも出来るだけ伝熱現象が理解できるように配慮して授業を進めます.特に,授業中に演習問題を解くことで,受講者の理解度を確認しながら授業を進めてゆきます. |
授業内容に関する質問・疑義等 /Question, doubt about class contents |
オフィスアワー:鳥飼宏之,金曜日,17:30~18:30,理工学部1号館320号室 相談,質問等あれば,オフィスアワー以外の時間でも対応いたしますので,下記アドレスへ気軽にメールを送ってください. e-mail: torikai@hirosaki-u.ac.jp |
Eメールアドレス・HPアドレス /E-mail address, HP address |
担当者である鳥飼のEメールアドレス:torikai@hirosaki-u.ac.jp(質問等あれば,気軽にメールしてください) |
学問分野1(主学問分野) /Discipline 1 |
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学問分野2(副学問分野) /Discipline 2 |
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学問分野3(副学問分野) /Discipline 3 |
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実務経験のある教員による授業科目について /About the class subject by the teacher with the work experience |
なし |
地域志向科目 /Local intention subject |
なし |
授業形態・授業方法 /Class form, class method |
講義形式で行います.また,メディア授業に移行した場合は、Teamsにより実施します. 提示するスライドに従って講義を進めます.また授業内容の理解について確認を行うために,授業時間内に実際に問題を解いてもらいます.そのため授業を受けるときに,必ず手元に『関数電卓』を用意しておいてください. |
科目ナンバー /The subject number |
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メディア授業による著作物利用の有無について /Whether or not copyrighted works are used in media classes |
無/Nothing |
その他 /Others |
○この講義は主に熱や物質の移動速度論を基礎としており,エネルギー変換機器(エンジン等)の設計に有用となる科目です. |
No. | 回(日時) /Time (date and time) |
主題と位置付け(担当) /Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 /Methods and contents |
備考 /Notes |
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該当するデータはありません |